摘至電子發燒友
現代電子技術發展很快，半導體**商不斷推出新器件，從而推動電子應用工程師的不斷創新設計，以滿足市場的日益需求。本文介紹的即是基於客戶的需求，應用美國國家半導體公司的新型電流型pwm晶元l
通常稱之為公升降壓變換器sepic的簡單原理如下：當sw開通時，加在l1，l2上的電壓均為vin，此時cp並在l2上，且有cp上的電壓與l2上的相等。當sw關斷時，l1中的電流繼續沿著cp、d1流向cout輸出到
該電路是基於sepic拓撲、應用lm3478晶元按照客戶的技術要求設計的。在該電路中，考慮到介面卡的體積及儲能電感磁性材料的體積，選定工作頻率fs=250khz。
計算儲能電感l3、l4的電感量及磁芯選擇
首先由公式：d=vout/(vout+vin)計算占空比。由於最嚴酷條件下的電感紋波電流是在最大輸入電壓下，所以d=12/(12+60)≈0.167。
計算儲能電感l3、l4：正常情況下，l4的大小在確保最小負載電流下使電感電流連續，且輸出紋波滿足指標要求。為此，我們假定在20%最小負載電流下，允許有40%的峰-峰值紋波電流流過l4。
c1、c2為輸入濾波，q1、dz1、dz2、d1-1構成啟動電源，l3、l4為儲能電感，q2為功率mosfet，ic為pwm驅動晶元，r5為頻率調整電阻，c3、c4、r2為反饋補償，r3、r4為反饋分壓電阻，r7為過電流取樣電阻，c8、c9為sepic電容，r8、r9、c6、c7為吸收網路，d2為輸出整流二極體，c10、c11、c12為輸出濾波電容。當然要想符合emc要求，輸入端還應該有共模電感，差模電感，及x、y等安規電容。
l=vdt/di;
其中dt=1/fsd=1/(250103)0.167≈0.668，v為vin在mosfet開通時的值。因此，有如下計算：
l4=60(0.66810-6/0.4)=100.
2μh。取100μh的標稱值。由該sepic原理及設計經驗可知，作為倆個分離的儲能電感，l3的取值也為：
100μh。
由於該電感為儲能電感，因此，對磁性材料的選取要特別注意。此處選擇的材料為：magnetic公司的kool mu，相同效能的材料，其他公司又稱鐵矽鋁。引數如下：
料號：77381-a7，黑色
尺寸：17.279.656.35(mm)，為環型磁芯
電感因數al：43(nh/n2)，n為圈數
由公式：l=aln2，可以計算出電感圈數為：
48圈，且用awg18號線繞制。l3、l4相同引數。
magnetic公司的kool mu材料，損耗少，相對成本低，也可以選同規格其他廠商鐵矽鋁材料。如果想進一步降低成本也可以選用國產的鐵矽鋁材料。
上述l3、l4為兩個分離電感設計，也可以共用乙個儲能磁環，只是此時由於耦合電感的存在，計算的電感值為上述值的一半，為50μh。但成本低些。
pcb注意事項
由於為高頻dc-dc變換,因此，pcb佈線很重要。區分功率地與訊號地的匯流點，驅動ic與mosfet的關係，輸入濾波與輸出濾波的位置等。同時注意分離元件及貼片元件的位置關係。
還要考慮散熱器的形狀及散熱面積。
關鍵元器件的選擇及說明
功率mosfet的選擇：n-fet，極低導通電阻，低門極驅動電壓：5v—7v，符合pwm-ic要求，to-220ab封裝，100v/85a，結溫175℃。
型號為vishay：sup85n10-10。
肖特基整流二極體的選擇：型號為mbr20100ct，封裝為to-220ab，100v/20a，正向壓降低。
輸入、輸出濾波電解電容可由計算公式或經驗選取。c8、c9可由計算公式或實驗選擇。取樣電阻的引數可由計算及實驗來確定。
樣機除錯中發現的問題及解決方法
按照上述原理及計算引數進行pcb的焊接及除錯。發現問題如下：
由lm3478晶元的特點及典型的epic應用來看，比較適合功率等級20w以下的dc-dc變換器。而此處設計成50wdc-dc變換器，發現pwm驅動mosfet有些困難，波形畸變及mosfet功耗大，解決的方法為：在ic的6腳與mosfet的柵極之間加入一級驅動放大，即由npn和pnp對管組成的放大級。
l3、l4均取100μh的電感量在工作時發現：在輸出輕載或空載時，輸出紋波過大。經試驗發現由電感l3引起的，根據經驗及分析將l3的電感量降為50mh即可解決問題。
ic的2引腳comp對地的補償引數c3、c4、r2：若按典型引數試驗，發現樣機有雜訊且不穩定，經試驗將c2去掉，結果沒有雜訊且工作穩定。
取樣電阻r7：由於ic的特點使取樣電阻的閥值很低，而且該dc-dc的功率相對較大，致使取樣電阻r7的選取比較困難，為了降低成本選用微阻抗電阻。
結語通過對該dc-dc變換器的拓撲結構及驅動ic的選擇，設計出了滿足技術要求的50w介面卡，雖然除錯過程中遇到了一些問題，經過試驗分析得到了解決。從實際應用來看，用此原理設計出50w的電源已經很有優勢了。下一步還要考慮emc及安規問題來滿足國際市場的要求。
實驗表明，該介面卡可用於寬輸入電壓範圍的dc-dc變換器及對蓄電池充電的場合。
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